HẤP THỤ KHÍ SOX NOX BẰNG THÁP RỬA VÀ HÓA CHẤT
Hấp thụ khí SOx NOx bằng tháp rửa và dung dịch hóa học là giải pháp hiệu quả để xử lý khí độc hại phát sinh từ các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, hóa chất, in ấn, xử lý rác. Công nghệ này giúp loại bỏ khí SO₂, NOx trước khi xả ra môi trường.
1. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ HẤP THỤ KHÍ SOX NOX TRONG NHÀ MÁY
1.1 Đặc điểm khí thải chứa SO₂ và NOx
Khí SO₂ và NOx phát sinh nhiều từ quá trình đốt nhiên liệu than, dầu, khí hóa lỏng trong lò hơi, lò đốt, hoặc phản ứng hóa học trong công nghiệp chế biến.
SO₂ gây mưa axit, ăn mòn công trình
NOx gây độc hô hấp, tạo ozon tầng thấp
Nồng độ khí SO₂ thường dao động 100–2000 mg/Nm³, NOx từ 300–1500 mg/Nm³ tùy loại nhiên liệu
1.2 Mục tiêu xử lý khí độc SOx và NOx
Mục tiêu của quá trình hấp thụ khí SOx NOx là giảm nồng độ khí độc đến dưới mức quy định.
SO₂: ≤ 500 mg/Nm³
NOx: ≤ 800 mg/Nm³
Yêu cầu đạt hiệu suất xử lý >90%, hệ thống ổn định và tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài.
2. NGUYÊN LÝ HẤP THỤ KHÍ SOX NOX BẰNG DUNG DỊCH HÓA CHẤT
2.1 Cơ chế hấp thụ khí SO₂ bằng dung dịch kiềm
Hóa chất kiềm như NaOH, Ca(OH)₂, hoặc nước vôi phản ứng với SO₂ tạo thành muối trung hòa.
Phản ứng:
SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O
SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
Hiệu suất hấp thụ phụ thuộc vào:
pH dung dịch: duy trì 8.0–9.5
Tỷ lệ dung dịch/khí: 6–12 L/1000 Nm³ khí
Diện tích tiếp xúc pha khí – lỏng trong tháp rửa
2.2 Hấp thụ NOx bằng hóa chất chuyên dụng
NOx gồm NO và NO₂, trong đó NO không tan trong nước, cần được oxy hóa trước khi hấp thụ.
Dung dịch NaClO₂ hoặc H₂O₂ được dùng để chuyển NO thành NO₂, sau đó hấp thụ bằng hóa chất kiềm.
Phản ứng:
NO + ½O₂ → NO₂
2NO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + H₂O
Hiệu suất hấp thụ NOx thường thấp hơn SO₂, chỉ đạt 70–85% nếu không có xúc tác hoặc tăng nhiệt độ.
2.3 Vai trò của nước vôi và hóa chất kiềm
Nước vôi (Ca(OH)₂) rẻ, dễ pha, phù hợp cho hệ thống tháp rửa lớn.
Hóa chất kiềm như NaOH, Na₂CO₃ có hiệu quả cao, dùng cho hệ thống nhỏ, yêu cầu độ chính xác cao về pH.
Khuyến nghị chọn loại hóa chất dựa theo:
Nhiệt độ khí thải
Tải lượng SO₂, NOx
Chi phí vận hành và xử lý bùn sau hấp thụ
3. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THÁP RỬA
3.1 Cấu tạo cơ bản của tháp rửa khí độc
Một tháp rửa xử lý khí SO₂ và NOx tiêu chuẩn gồm:
Ống dẫn khí vào – thường đặt ở đáy tháp
Lớp đệm tiếp xúc pha khí – lỏng (packing layer)
Vòi phun hóa chất kiềm hoặc nước vôi – cấp từ đỉnh tháp
Bể thu dung dịch và bùn – đáy tháp
Quạt hút khí và ống xả – sau xử lý
3.2 Nguyên lý dòng chảy đối lưu và hiệu suất tiếp xúc
Nguyên lý dòng chảy ngược (counter-flow): khí đi từ dưới lên, dung dịch từ trên xuống.
Thiết kế lớp đệm giúp phân tán dòng khí, tăng diện tích tiếp xúc, tăng thời gian lưu khí (≥1 giây).
Hiệu suất hấp thụ khí SOx: 90–98% với pH 8–9.5
Hiệu suất hấp thụ khí NOx: 70–85% nếu có tiền oxy hóa
Áp suất làm việc: 1000–1500 Pa
3.3 Vật liệu chế tạo và độ bền thiết bị
Tháp rửa thường làm từ vật liệu:
FRP – chịu ăn mòn hóa chất, nhẹ, tuổi thọ 10–15 năm
PVC – giá rẻ, dễ gia công, dùng cho khí nhiệt độ thấp <60°C
Thép không gỉ SUS304 – cho khí nhiệt độ cao hoặc có HCl, H₂S
Đệm packing làm từ PP, CPVC hoặc gốm chịu hóa chất
4. LỰA CHỌN HỆ THỐNG HẤP THỤ KHÍ SOX NOX THEO NGÀNH NGHỀ
4.1 Nhà máy nhiệt điện, luyện kim, xi măng
Đặc điểm: lưu lượng khí lớn (>100.000 Nm³/h), nhiệt độ cao, tải lượng SO₂ >1000 mg/Nm³.
Giải pháp: sử dụng tháp rửa FRP hoặc thép không gỉ kết hợp hóa chất kiềm dạng vôi sữa nồng độ 5–10%.
Kết hợp lớp đệm cao 1.5–2m, vận tốc khí vào tháp từ 2–3 m/s.
Yêu cầu hệ thống đo pH online, van điều chỉnh lưu lượng dung dịch chính xác ±2%.
4.2 Ngành hóa chất, phân bón, xử lý nước thải
Đặc điểm: khí thải chứa nhiều HCl, NH₃, SO₂ với lưu lượng trung bình 10.000–30.000 Nm³/h.
Giải pháp: dùng nước vôi hoặc NaOH 5% để hấp thụ khí SOx NOx.
Tháp rửa dạng trụ đứng hoặc vuông, vật liệu PVC hoặc FRP có độ dày ≥8 mm.
Bố trí bơm tuần hoàn ≥5 m³/h, thùng hóa chất tách riêng để pha và định lượng tự động.
4.3 Ngành in ấn, dệt nhuộm, chế biến thực phẩm
Đặc điểm: khí nhiệt độ thấp (<50°C), tải lượng SOx thấp (<300 mg/Nm³), có mùi và độ ẩm cao.
Giải pháp: tháp rửa nhỏ dạng module, kết hợp hóa chất kiềm nhẹ như Na₂CO₃ hoặc nước vôi loãng.
Bố trí hệ thống hút cục bộ bằng chụp inox hoặc tấm mica, đưa về tháp bằng đường ống PVC Φ300–Φ600.
5. CÁC THƯƠNG HIỆU CUNG CẤP THÁP RỬA VÀ HÓA CHẤT THEO PHÂN KHÚC
5.1 Phân khúc cao cấp – DÜRR (Đức)
DÜRR là nhà sản xuất thiết bị xử lý khí hàng đầu châu Âu với công nghệ tháp hấp thụ khí SOx NOx kết hợp lọc bụi và xử lý VOCs.
Đặc điểm nổi bật:
Tháp rửa đa tầng, tích hợp lớp đệm cao hiệu suất, hệ thống điều khiển SCADA
Hiệu suất hấp thụ SOx >98%, NOx >90% khi kết hợp hệ oxy hóa xúc tác
Tích hợp bộ trao đổi nhiệt và tiết kiệm dung dịch hoàn lưu
Phù hợp cho các nhà máy xuất khẩu, cần đạt tiêu chuẩn châu Âu (CE, ISO 14001)
5.2 Phân khúc trung cấp – CECO ENVIRONMENTAL (Mỹ)
CECO cung cấp giải pháp xử lý khí thải công nghiệp với hệ tháp rửa khí acid và thiết bị đo tự động.
Sản phẩm tiêu biểu:
Tháp rửa dạng venturi hoặc packed tower cho lưu lượng 5000–50.000 Nm³/h
Dùng hóa chất kiềm NaOH hoặc nước vôi kèm đo pH liên tục
Cấu hình module, dễ lắp đặt, tích hợp được với hệ thống hiện hữu
Phù hợp với các nhà máy quy mô vừa tại Đông Nam Á và Nam Á
5.3 Phân khúc phổ thông – PURA (Hàn Quốc)
PURA chuyên cung cấp tháp rửa composite và hệ hấp thụ khí SOx NOx giá tốt cho nhà máy vừa và nhỏ.
Đặc trưng:
Tháp rửa FRP hoặc PVC dạng tròn, chiều cao 2–4m, lưu lượng <20.000 Nm³/h
Hệ bơm định lượng hóa chất công suất nhỏ 0.75–1.5 kW
Vận hành thủ công hoặc PLC đơn giản, dễ bảo trì, chi phí thấp
Phù hợp với các nhà máy trong khu công nghiệp cần nâng cấp hệ thống cũ
6. TẠI SAO CHỌN ETEK CHO DỰ ÁN HẤP THỤ KHÍ SOX NOX
6.1 Năng lực tư vấn – triển khai quốc tế
ETEK là đơn vị có hơn 15 năm kinh nghiệm cung cấp hệ thống tháp rửa, xử lý khí thải cho nhà máy nhiệt điện, hóa chất, xử lý rác và công nghiệp chế biến.
Chúng tôi đã triển khai dự án thành công tại Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.
Dịch vụ ETEK bao gồm:
Khảo sát thực tế – đo tải lượng SOx, NOx, lưu lượng khí
Thiết kế hệ thống phù hợp không gian nhà máy
Gia công tháp rửa, bồn hóa chất, đường ống tại xưởng chuẩn ISO 9001
Tích hợp đo pH, lưu lượng, áp suất, cảnh báo sự cố tự động
6.2 Dịch vụ trọn gói – bảo trì 24/7
ETEK cung cấp:
Gói vận hành – bảo trì định kỳ 6 tháng/lần
Hệ thống theo dõi pH, ORP, LEL kết nối từ xa, cảnh báo qua SCADA
Đội ngũ kỹ thuật có mặt trong 24 giờ tại khu vực châu Á – Thái Bình Dương
Báo cáo kỹ thuật chi tiết sau mỗi lần bảo trì
6.3 Thiết bị – vật tư sẵn kho
ETEK luôn có sẵn:
Hóa chất kiềm NaOH 20kg/can, nước vôi Ca(OH)₂ đóng bao
Vòi phun, packing layer, ống dẫn FRP/PVC, sensor đo pH, bơm định lượng
Tủ điều khiển PLC, inverter, van điều áp, tấm chống ăn mòn
Bảo hành thiết bị 12 tháng, hỗ trợ hướng dẫn kỹ thuật miễn phí
7. CẢNH BÁO SỰ CỐ VÀ CÁCH KIỂM TRA HIỆU SUẤT HỆ THỐNG HẤP THỤ KHÍ SOX NOX
7.1 Dấu hiệu cảnh báo hệ thống hoạt động kém hiệu quả
Một số hiện tượng cảnh báo:
Khí xả sau tháp rửa vẫn còn mùi hắc, màu vàng nhạt (NO₂)
Nồng độ SO₂, NOx đo được tại ống xả vượt chuẩn (>800 mg/Nm³)
Tăng tiêu thụ hóa chất kiềm, nhưng hiệu suất hấp thụ không cải thiện
Nguyên nhân có thể do:
Tắc lớp đệm, đầu phun bị nghẽn
Dung dịch bị suy giảm pH dưới 6.5
Nước vôi kết tủa gây bám dính thành tháp
7.2 Cách kiểm tra hiệu suất hấp thụ khí SOx NOx
Đo nồng độ khí đầu vào và đầu ra bằng thiết bị phân tích khí (gas analyzer).
Cài đặt tự động ghi dữ liệu liên tục tại tủ điều khiển – cho kết quả trung bình mỗi 15 phút.
So sánh hiệu suất:
Hiệu suất xử lý SO₂ = (SO₂ vào – SO₂ ra) / SO₂ vào × 100%
Yêu cầu tối thiểu đạt >90% đối với SO₂, >70% với NOx.
7.3 Kiểm tra định kỳ hệ thống tháp rửa
Chu kỳ khuyến nghị:
Hằng tuần: vệ sinh đầu phun, đo pH dung dịch
Hằng tháng: kiểm tra đệm packing, làm sạch bể tuần hoàn
Hằng quý: lấy mẫu bùn đáy tháp để phân tích thành phần
Hằng năm: kiểm định độ dày vật liệu tháp rửa (FRP, PVC) và hiệu chuẩn thiết bị đo
Lập hồ sơ theo dõi hiệu suất giúp đánh giá độ ổn định và đề xuất cải tiến hệ thống kịp thời.
8. KẾT LUẬN: GIÁ TRỊ CỦA HỆ THỐNG HẤP THỤ KHÍ SOX NOX TRONG NHÀ MÁY
Công nghệ hấp thụ khí SOx NOx bằng tháp rửa và hóa chất kiềm đã được chứng minh là giải pháp tối ưu trong việc giảm phát thải khí độc từ các hoạt động công nghiệp.
Lợi ích mang lại:
Giảm nồng độ SO₂ xuống <200 mg/Nm³, NOx <500 mg/Nm³
Tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải quốc tế (EU, EPA)
Kéo dài tuổi thọ thiết bị đường ống, quạt hút, ống xả
Nâng cao hình ảnh doanh nghiệp trong các khu công nghiệp, khu chế xuất
ETEK không chỉ cung cấp thiết bị, mà còn đảm nhiệm toàn bộ chu trình từ thiết kế, gia công, lắp đặt, đo kiểm, vận hành thử và bảo trì dài hạn. Với kinh nghiệm thực tế tại các dự án ở Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi, ETEK cam kết mang đến hệ thống hấp thụ khí SOx NOx hiệu quả, bền vững, phù hợp điều kiện khí thải từng nhà máy.
Bài viết liên quan: